3D打印机实验指导书（二）
实验二 SLS快速原型实验-砂芯制作
一、实验目的
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该实验使设备操作人员能够了解激光选区烧结快速成型（SLS）技术的基本原理、基本方法和应用，了解华科三维S320基本结构，掌握此型号快速成型系统的简单操作，对快速原型砂芯制造方法有一定的了解。
二、实验内容
了解SLS快速制造砂芯的基本工艺及后续处理工艺。
三、实验原理
快速原型制造是一种离散/堆积的加工技术，其基本过程是首先将零件的三维实体沿某一坐标轴进行分层处理，得到每层截面的一系列二维截面数据，按特定的成形方法（LOM、SLS、FDM、SLA等）每次只加工一个截面，然后自动叠加一层成形材料，这一过程反复进行直到所有的截面加工完毕生成三维实体原型。图1为产品的快速制造流程图。SLS方法采用二氧化碳激光器对粉末材料（塑料粉、陶瓷与粘结剂的混合粉、）进行选择性烧结，是一种由离散点一层层对集成三维实体的工艺方法。与其它快速成形方法相比，SLS最突出的优点在于它所使用的成形材料十分广泛。从理论上说，任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成形材料。
目前，可成功进行SLS成形加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。由于SLS成形材料品种多、用料节省、成形件性能分布广泛、适合多种用途以及SLS无需设计和制造复杂的支撑系统，因此 SLS的应用越来越广泛。
SLS是采用激光有选择地分层烧结固体粉末，并使烧结成形的固化层层层叠加生成所需形状的零件。其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结以及后处理等。
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产品批量生产
图一产品的快速制造流程图
SLS成形工作原理如图2所示，主要由激光器、振镜系统、工作台、加热罩，供粉缸、工作缸、铺粉棍构成。成形时，先在工作缸中铺一定厚度的粉末材料成为第一层的烧结原材料和起到支撑到作用，首先加热粉末材料到一定的
温度，然后激光束经过调焦等校正后在计算机的控制下，按照截面轮廓信息，对制件的实心部分进行扫描烧结，使得粉末的温度升至熔化点，粉末颗粒交界处熔化，粉末相互黏结，逐步得到各层轮廓，非烧结的粉末仍呈松散状，作为工件和下一成形面的支撑，并起到一定的散热作用，一层成形完成后，工作缸粉在电机的作用下，粉末面下降一个截面层的高度，供粉缸粉同样在电机的作用下上升一个截面层的高度。为了使工作缸的粉末有较好效果的铺粉，也可以使得供粉缸上升略大于一个截面的高度，并在铺粉滚的推动下，进行下一层面的铺粉和铺平，然后激光束再次进行扫描烧结，如此循环，最终形成我们所设计的三维工件，三维工件完成后，未熔化的粉末可以被刷除，作为下次烧结的原料。
图2 SLS成形工作原理
四、实验设备和实验方法
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实验设备：HK S320 激光快速成型机。主要由激光扫描系统、振镜系统、预热装置、自动控制系统（铺粉和升降供料缸和工作缸）、前台操作系统（加工程序、参数设置等）、其他辅助系统（冷却系统、密封、集粉、照明等）。
【实验方法】：
1.准备工作
吸尘器清除工作台面及加热辊上粉尘。
将平移钢带槽里的粉尘清洁干净。
将接料桶放置在接料口正下方。
将加热罩上面的粉尘清理干净。
用脱脂棉沾无水酒精将机床的红外保护镜擦拭干净（每次烧结前）。
用脱脂棉沾无水酒精将机床的激光窗口镜擦洗干净（每次烧结前）。
制冷器中的水箱是否水充足，若不够则补充水进去。
2.配粉
。
根据所需加工零件的材质准备好粉末材料。
新的未开封覆膜砂无需放到筛分机过筛，烧结过的需要放到筛分机过筛（80目筛网）。
3.开机操作
启动计算机
按开机按钮，其指示灯亮，运行HUST 3DP软件系统，点击工作缸上升
按钮将工作台面升至最上面位置，将制件托盘放在工作台面上，点击工作缸按钮，使托盘上表面低于缸口5mm以下位置，点击左右粉缸下降按钮
将左右粉缸降到粉缸最下面位置。用勺子将配好的粉末盛入供粉缸，用棒槌或其他工具将粉末刮平并压实（此操作过程请配带防尘面具）。
手动铺粉用控制台面板中送粉桶送粉和铺粉辊的左右移动，配合使用来将工作台面的粉末材料铺均匀，左右粉桶每次送粉高度不能超过1mm，以免粉末溢出。
将加热罩移动至合适位置。
磁盘或网络将准备加工的STL文件调入计算机。
4.图形预处理
HUST 3DP软件系统可通过网络或软盘接收STL文件。开机完成后，通过菜单的【文件】(详细操作见第三部分)下拉菜单，读取STL文件，并显示在屏幕实体视图框中，如果零件模型显示有错误，请退出HUST 3DP软件系统，用修正软件自动修正，然后再读入，直到系统不提示有错误为止。通过“实体转换”菜单，将实体模型进行适当的旋转，以选取理想的加工方位。加工方位确定后，
利用【文件】下拉菜单的【保存】或【另存为】项存取该零件，以作为即将用于加工的数据模型。如果是【文件】下拉菜单中的文件列表中有的文件，用鼠标直接点击该文件即可。
5.)
6.零件制作
选择软件界面右下角参数设置区域，设置系统的零件制作参数：设置分层厚度，填充间距，填充速度，填充功率，轮廓速度，轮廓功率，填充偏置，轮廓次数，扫描方式，设置完后点击【更新扫描参数及扫描策略】保存设置。根据材料的不同，一般情况参数固定不动，无需更改。
成型材料推荐的参数设置
PS粉末覆膜砂
扫描速度4000mm/s4000 mm/s
激光功率20w；
45w
扫描间距
单层厚度
工作温度90℃±2℃55℃±5℃
】
选择加热强度设置区域，设置前辐射强度，后辐射强度，侧辐射强度
以及中辐射强度系数。点击【更新强度系数】保存设置，一般为固定不动。
选择加工准备区域，点击【加工预估】项，即可进行该零件的预估制造以及加工时间预估。
点击【加温层识别】项，即可进行该零件的关键层自动识别，选择【删除关键层】项对关键层列表清理，去掉不必要的关键层，然后对加温层列表里各层进行切片观察设置【高度】【强加热温度】【激光功率】等参数，参数设置完毕后点击【刷新】。
选择加工区域，设置【工作温度】，设置好【加工范围】（一般不改变
它的初始值），勾上【自动停机】，点击【修改加工参数】保存参数，点击【加工】按钮开始自动制造，关上门，零件做完，系统自动停止工作。
7.取出零件
成形结束后，先切断电源，再关闭程序，三维实体件完全冷却后取出，用刷子和
除尘系统将残余粉末清除干净
8.@
9.覆膜砂材料后处理
、制件在工作腔内取出后放置于清件平台上，遵循从上到下的原则使用毛刷将表面多余的材料清除，空腔结构内的使用洗尘设备小心清除干净。
、将制件连同拖板一起平稳放置在烘烤盒内，并在悬出位置及空腔结构内填充适量的玻璃微珠以防制件在烘烤时变软而产生变形。
、将制件放于烘箱内的平稳支架上后关上烘箱门，设置烘烤温度为200℃，烘烤时间设置4小时。
、待烘烤完成后冷却至室温后取出制件，去掉多余的支撑并做适当的打磨即可。
五、实验结果及思考
思考制作砂芯件的工艺过程及后处理工艺，制作合格的实验报告。
目录 一 3D打印技术...............................................错误!未定义书签。 1、3D打印技术原理........................................错误!未定义书签。 2、3D打印流程............................................错误!未定义书签。 1）三维设计...........................................错误!未定义书签。 2）切片处理...........................................错误!未定义书签。 3）模型打印...........................................错误!未定义书签。 4）后续处理...........................................错误!未定义书签。 3、常见3D打印技术........................................错误!未定义书签。 1) FDM：熔融沉积成型工艺..............................错误!未定义书签。 2) SLS：选择性激光烧结工艺............................错误!未定义书签。 3) LOM：分层实体成型工艺..............................错误!未定义书签。 4) SLA：立体光固化成型工艺............................错误!未定义书签。 5) 3DP：三维印刷工艺..................................错误!未定义书签。 6) PolyJet：聚合物喷射技术............................错误!未定义书签。 4、3D打印材料............................................错误!未定义书签。 5、3D打印机类型..........................................错误!未定义书签。 二 3D打印创新实验室建设规划.................................错误!未定义书签。 1、3D打印创新实验室功能..................................错误!未定义书签。 2、3D打印创新实验室建设规划..............................错误!未定义书签。 3、3D打印创新实验室软件..................................错误!未定义书签。 三 3D打印创新实验室创新课程体系设计.........................错误!未定义书签。 1、教学架构...............................................错误!未定义书签。 2、教学内容...............................................错误!未定义书签。
目录 一3D打印技术.............................................................................................................. - 1 - 1、3D打印技术原理................................................................................................. - 1 - 2、3D打印流程 ........................................................................................................ - 1 - 1）三维设计 ...................................................................................................... - 1 - 2）切片处理 ...................................................................................................... - 1 - 3）模型打印 ...................................................................................................... - 1 - 4）后续处理 ...................................................................................................... - 1 - 3、常见3D打印技术................................................................................................ - 1 - 1) FDM：熔融沉积成型工艺.............................................................................. - 1 - 2) SLS：选择性激光烧结工艺............................................................................. - 1 - 3) LOM：分层实体成型工艺 ............................................................................. - 1 - 4) SLA：立体光固化成型工艺............................................................................ - 1 - 5) 3DP：三维印刷工艺...................................................................................... - 1 - 6) PolyJet：聚合物喷射技术............................................................................. - 1 - 4、3D打印材料 ........................................................................................................ - 1 - 5、3D打印机类型 .................................................................................................... - 1 - 二3D打印创新实验室建设规划 .................................................................................... - 1 - 1、3D打印创新实验室功能...................................................................................... - 1 - 2、3D打印创新实验室建设规划............................................................................... - 1 - 3、3D打印创新实验室软件...................................................................................... - 1 - 三3D打印创新实验室创新课程体系设计...................................................................... - 1 - 1、教学架构.............................................................................................................. - 1 - 2、教学容 ................................................................................................................. - 1 -
中小学3D打印创新实验室建设框架方案
爱用机械科技 目录 一3D打印创新实验室建设意义和价值 (3) 二3D打印创新实验室的主旨规划 (4) 三3D打印创新实验室建设环境要求 (4) 四3D打印创新实验室人员配置 (6) 五主要培训对象 (6) 六主要培训容 (6) 七实验室部区域划分 (7) 八实验室配置方案及报价 (7) 九实验室主要设备参数及性能 (8) 十创新实验室课程方案介绍 (13)
一、中小学3D打印实验室建设意义和价值 3D打印机技术被称之为”第三次工业革命”,其最大的魅力在于为创意设计提供了无限的可能性。将3D打印技术引入中学课程，有助于学生综合素质能力的提高和发展。 1、教育目标 科技前沿——学习、认识前沿的先进制造技术、逆向工程技术等 特色教育——通过与传统课程结合，激发学习乐趣 综合发展——学习设计建模和3D打印机的使用技能 学以致用——创新设计、团队合作、参加竞赛 2、3D打印或将颠覆传统教育方式 一些在传统教育中表现不好的学生，主要是因为所学的课程理论性太强，没有兴趣，死记抽象概念让学生通过了考试，但考试过后就很快忘记了，3D打印机可以让枯燥的课程变得生动起来，它是一种同时拥有视觉和触觉的学习方式，具有很强的诱惑力，在触觉学习中，学生不是在黑板或显示器上简单地看文字或图形，而是通过他们的触觉抓住核心概念的三维模型，这样能够吸收和消化知识，使学生不再
遗忘所学的课程。英国著名教师戴夫怀特曾经说过：如果你能抓住学生的想象力，你就能抓住他们的注意力。 中国的传统教育是应试教育，没有开设培养学生“创新精神和创造力”的课程，纯粹的理论学习使学生的大脑僵化，学校应开设集设计和3D打印于一体的“边学边做”的课程，把数学，物理课中的许多抽象概念通过让学生动手设计一些由3D打印组件组成的小电路和小装置，变成有趣的课程，3D打印机将激发新一代学生投身科学，数学，工程和设计的热情，造就一批学生工程师。 在美国，几乎所有的大中小学已经开设了3D打印的课程，通过对青少年进行3D打印创新意识、技术手段的培养，3D打印成为“美国智造”的有力手段，成为中美制造业竞争的重要砝码。 二、3D打印创新实验室的主旨规划 本实验室软件套件旨在培养中小学生的艺术素养（欣赏及制作）、计算机新技术的接触及应用（设计软件、三维打印机实操）、提供实验室架构、师资培养、课程设计、软硬件更新及其它配套服务。3D 打印课程培养的是学生的学术思维及能力，通过对青少年进行3D打印创新意识、技术手段的培养，大大拓宽学生的学习视野。很多学生可以利用3D打印结合自己的创新思维，设计出更好的作品。 利用讲解案例过程嵌入理论知识的教学方法，让学生先动手操作然后认知3D打印的概念，这样更能深刻感受新科技的魅力。由教师
3D打印实训室 1.1建设背景 《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》明确指出“组织实施学校增材制造（3D打印）技术普及工程。在学校配置增材制造设备及教学软件， 开设增材制造知识的教育培训课程，培养学生创新设计的兴趣、爱好、意识，在 具备条件的企业设立增材制造实习基地，鼓励开展教学实践。” 1.1.1社会发展需求 目前，3D打印技术正在引导着第四次工业革命，世界各个国家都已展开战 略性的方针发展该项技术。3D打印技术的发展依赖大量的准也技术人才，而人 才的培养要从小开始，从基础教育开始奠定3D打印的基石。在中小学开设3D 打印创客教育，从小开始着眼学生的创新、创造思维能力，让3D打印技术渗透到生活的方方面面，有助于学生综合素质能力的提升和发展，为学生的未来成长发挥有利作用。 为了能够在人才培养上抢占先机，美国在几年前就开始重视3D打印教育，把3D打印植入中小学教育体系。在中国，2015年2月11日，工信部、发改委、财政部三部门联合《国家增材制造产业反战计划（2015-2016年）》，明确指出：组织实施学校增材制造（即3D打印）技术普及工程。在学校配置增材制 造设备及教学软件，开设增材制造知识的教育培训课程，培养学生创新设计的兴趣、爱好、意识，在具备条件的企业设立增材制造实习基地，鼓励开展教学实践。
1.1.2国内市场PEST分析 通过PEST（P:政治、E:经济、S:社会、T：技术）分析法可以看出，从近年 来国家相继出台扶持政策，正处于利好局面。2016年，中国国内3D打印已经进入启动期。 P（politics）国家政策保障: ①2013年，科技部《国家高技术研究反战计划（863计划）、国家科技支撑计划制造领域2014年度备选项目征集指南》中3D打印产业首次入选。 ②2015年，工信部正式发布《国家增材制造产业反战推进计（2015-2016）》，从国家战略高度提出3D的发展方向和目标。 ③2015年5月19日，中国国务院印发《中国制造2025》，部署全面推进实施制造强国战略。 E(economy)宏观经济促进: ①中国经济保持发展迅速，城镇人均收入水平提高，用户对个性化产品的消费欲望逐渐加强。 ②中国庞大的资本市场为3D打印产业提供有利保障，2014年以来，相关产业企业融资近资本10笔。资本市场的持续关注和运作将推动3D 打印产业的快速发展。 S（society）社会环境推动：
目录 一3D打印技术 .........................................................................................................................- 1 - 1、3D打印技术原理 ...........................................................................................................- 1 - 2、3D打印流程 ...................................................................................................................- 2 - 1）三维设计.................................................................................................................- 2 - 2）切片处理.................................................................................................................- 2 - 3）模型打印.................................................................................................................- 3 - 4）后续处理.................................................................................................................- 3 - 3、常见3D打印技术 ..........................................................................................................- 3 - 1) FDM：熔融沉积成型工艺.......................................................................................- 3 - 2) SLS：选择性激光烧结工艺...................................................................................- 5 - 3) LOM：分层实体成型工艺.......................................................................................- 7 - 4) SLA：立体光固化成型工艺...................................................................................- 8 - 5) 3DP：三维印刷工艺............................................................................................ - 11 - 6) PolyJet：聚合物喷射技术................................................................................ - 12 - 4、3D打印材料 ................................................................................................................ - 13 - 5、3D打印机类型 ............................................................................................................ - 14 - 二3D打印创新实验室建设规划 .......................................................................................... - 15 - 1、3D打印创新实验室功能 ............................................................................................ - 15 - 2、3D打印创新实验室建设规划 .................................................................................... - 16 - 3、3D打印创新实验室软件 ............................................................................................ - 19 - 三3D打印创新实验室创新课程体系设计 ...........................................................................- 20 - 1、教学架构.......................................................................................................................- 20 - 2、教学内容.......................................................................................................................- 20 -
3D打印创新实验室3D打印创新实验室 解决方案 （中小学版） 快速制造国家工程研究中心 教育部快速成型工程中心 云上动力（北京）数字科技有限公司 2013年9月1日 目录 一、梦工厂——3D打印技术浪潮 3
二、3D打印创新实验室 4 3D打印或将颠覆传统教育方式 4 三、技术依托-----中心简介 5 快速制造国家工程研究中心 5 教育部快速成型工程中心 5 四、3D创新打印设备部分介绍 6 4.1 3D打印创新流程 7 4.2 场地规划及配置 8 4.3 3D打印创新设计室项目推荐配置 10 4.4主要机型设备参数及性能 13 4.4.1普及型三维打印机 13 4.4.2桌面型三维打印机（工业型） 17 4.4.3 三维立体成像系统介绍 20 4.4.4 激光内雕机 21 4.4.5 激光快速成型机 23 五、3D打印创新实验室软件介绍 26 5.1软件优势 26 5.2软件介绍 26 5.3软件功能 27 5.4 教学资源库课程体系课程介绍 29 一、教学架构 29
二、教学内容 30 1、三维模型设计模块 30 2、创意3D打印模块 30 3、个性化手工制作模块 31 4、趣味泥塑模块 32 三、师资培养 33 六、完善的软硬件服务和创新培训服务 35 6.1 软硬件服务 35 6.2 3D创新设备培训 35 6.3创新软件部分师资培训培养 35 一、梦工厂——3D打印技术浪潮 3D打印技术，又名增材打印技术，快速成型技术，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过一层又一层的多层打印方式（微积分），构造零对象。
3D打印，克服传统的模具制造周期长、不能及时发现设计错误、减材制造浪费材料等问题，将带来世界性制造业革命。 3D打印耗材：粉末材料；线性材料。包括：金属、塑料、树脂、石膏、陶瓷、蜡、食品、细胞等。 3D打印机工作步骤： 逆向工程---à计算机建模---à数据导入到3D打印机--à3D打印机输出物理实体 三维打印主要应用的场景有：1、医疗行业；2、科学研究；3、产品原型；4、文物保护；5、建筑设计；6、制造业；7、食品产业；8、汽车制造业；9、配件、饰品。 二、3D打印创新实验室 3D打印或将颠覆传统教育方式 微博空间微信新浪微博邮箱QQ好友人人网开心网 经过近30年的探索和发展，3D打印技术成为当今全球最受关注的新兴产业技术之一，被誉为引领第三次工业革命最具标志性的生产工具，正在进入“高歌猛进”的发展新阶段。我国对3D打印已经有了长达20
项目背景 人是创新最关键因素,创新驱动是人才驱动。为了加快实施创新驱动发展战略,需要深化高校创新创业教育改革。进一步促进高等教育改革发展,牢固树立科学的教育理念,落实立德树人根本任务,优化专业结构,提高教育质量,促进学生在创新创业中全面发展,适应和服务经济社会发展和国家战略需求。要把创新创业教育融入人才培养体系,改革教育教学内容方法,改进课程,强化实践。 利用3D测量、打印等高新制造技术打造创客实验室，加强师资团队培养定期组织交流活动并根据实际开展创新创业训练营活动，通过创新活动促进院校间的交流并进一步提高创新水平。推进“大众创业万众创新”发展。 3D打印机的出现也为个人提供了更为广阔的创意呈现平台。创意的本质在于对现有事物的重新诠释与突破，设计者个人将无限的想象空间赋予创意独有的个性化内涵，而在3D打印技术出现之前，真正转化为创意实物作品受限于创作成本，更多的创意只是局限于图纸或设计者的脑海中。3D打印技术本身的技术特性将设计者的一切创意打印成现实成为一种可能，为设计带来了个性化、定制化的呈现手段。而对于设计者本人而言，3D打印技术第一次使设计者的无限创意找到了一个可以近乎完美的梦想呈现平台
“设计领创未来”职业院校创客实验室建设方案 创客实验室建设目标 在“岗位导向、学做合一、能力递进、工学结合”人才培养模式指导下，以建设产品开发和快速制造实验室为总体目标。通过持续建设3D打印与快速制造实验室，推动模具设计实操水平，推动美术设计与制作教学、课程体系、教学内容和教学方法改革；开发适合“教、学、做”一体化的3D打印与快速制造实训项目，建成具有“真实性、开放性、先进性、通用性”的，集教学、培训、技能培训、科研和技术服务“五位一体”的实验室。“五位一体”的实验室功能建设目标细分如表1所示。 表1 “五位一体”的产品开发与先进制造实验室功能目标建设细分表 力争尽快将实验室建设成与学校各专业高度融合，管理运行模式先进，设备配置和功能设置合理、技术先进，产学研结合，教学特色明显，实验教学团队一流、实验项目一流、实验教学方法一流、实验教学条件一流、实验室运行管理方法一流的实验室。按预期建设目标完成后的创客实验室，无论是设备或技术都将在数年内领先国内其他高校，在我校的后示范建设中继续发挥示范作用。 依托学校各专业相关课程，建设完成后的实验室可面向模具设计、机械制造专业、机电技术、计算机辅助设计与制造等专业可开展3D打印与快速制造实训、产品模型制作实训。 （2）依托实验室的先进设备，结合原有设备，组建一个创新、创业团队，依托实验室教学、培训、技能培养、科研和技术服务“五位一体”的功能，引入“行业订单和行业项目”；指导学生创新活动，为企业员工开展培训课程。 （4）依托实验室培养高素质的教学团队，开发适合在产品设计与快速制造
目录 一3D 打印技术..................................................................... -..1...- 1、3D 打印技术原理........................................................... -..1...- 2、3D 打印流程............................................................... -..2...- 1)三维设计................................................................ -..2...- 2)切片处理................................................................ -..2...- 3)模型打印................................................................ -..3...- 4)后续处理................................................................ -..3...- 3、常见3D 打印技术........................................................... -..3...- 1) FDM ：熔融沉积成型工艺 ................................................ -..3...- 2)SLS:选择性激光烧结工艺................................................. .-..5..-??… 3)LOM :分层实体成型工艺.................................................. -.7.-...... 4)SLA:立体光固化成型工艺................................................. -.9.-..... 5)3DP:三维印刷工艺............................................................. -11 - 6)PolyJe t聚合物喷射技术....................................................... -12 - 4、3D 打印材料...................................................................... - 14 - 5、3D 打印机类型.................................................................... - 15 - 二3D 打印创新实验室建设规划 .......................................................... - 15 - 1、3D 打印创新实验室功能........................................................... - 16 - 2、3D 打印创新实验室建设规划...................................................... - 17 - 3、3D 打印创新实验室软件........................................................... - 20 - 三3D 打印创新实验室创新课程体系设计 ................................................. - 21 - 1、教学架构.......................................................................... - 21 - 2、教学内容.......................................................................... - 21 -
3D打印创新实验室 解决方案 快速制造国家工程研究中心教育部快速成型工程中心 西安交通大学 北京3D打印研究院 云上动力（北京）数字科技有限公司 页脚内容1
2015年 方案概述---整体解决方案的十大优势特点 1、雄厚的技术实力：整体解决方案是由卢秉恒院士率领团队进行3D打印研究的成果，快速 制造工程研究中心和北京3D打印研究院都是强大的技术后盾； 2、科学的技术方案设计：整个方案的设计都是按照严格的工业化3D打印技术路线制定的，可以让 学生在校园就可以接触工业最前沿的高端科技； 3、高稳定性的打印设备及针对中小学研发的软件系统：3D打印设备经过卢秉恒院士团队长时间的 研发测试，具有高稳定性；软件系统是专门针对中小学设计、旨在激发学生3D打印兴趣和提升学生创造力； 4、完善的教学课程体系：将3D打印与教学课程完美结合，解决了教师缺少教材的困难； 5、课外实验实践基地：3D打印研究院作为中小学3D打印实验实践基地担负着承接中小学生参观实 践的任务，让学生摆脱课堂上的限制，对3D打印有亲身体验； 7、师资队伍培训：作为专业3D打印研发团队，卢秉恒院士的团队还承担着培训教师的任务，帮助 教师掌握最新3D打印知识，以便让学生得到最新的3D打印动态； 8、后续技术拓展及交流：网上3D打印技术交流平台既可以帮助用户答疑解惑，又可以进行技术交 流、分享先进3D打印理念； 9、项目启动后驻校技术支持保证设备稳定运行并提供7*24小时上门服务：这项服务保证了整个解 决方案在任何情况下都能稳定运行； 10、开放的国家重点实验室：快速制造国家工程研究中心在全国已经拥有50多家分中心，这些分中 心都可以像北京3D打印研究院一样成为开放的国家重点实验室供当地学生进行实验实践。 页脚内容2
3D打印创新实验室3D打印创新实验室解决方案（中小学版）快速制造国家工程研究中心教育 部快速成型工程中心云上动力（北京）数字科技有限公司2013年9 月1日目录一、梦工厂——3D打印技术浪潮 3 二、3D打印创新实验室 43D打印或将颠覆传统教育方式 4三、技术 依托-----中心简介 5快速制造国家工程研究中心 5教育部快速成型工程 中心 5四、3D创新打印设备部分介绍 6 4.1 3D打印创新流程 7 4.2 场地规划及配置 8 4.3 3D打印创新设计室项目推荐配置 10 4.4主要 机型设备参数及性能 13 4.4.1普及型三维打印机 13 4.4.2桌面型三维打 印机（工业型） 17 4.4.3 三维立体成像系统介绍 20 4.4.4 激光内雕机21 4.4.5 激光快速成型机 23五、3D打印创新实验室软件介绍 26 5.1 软件优势 26 5.2软件介绍 26 5.3软件功能 27 5.4 教学资源库课程体 系课程介绍 29一、教学架构 29 二、教学内容 301、三维模型设计模块 302、创意3D打印模块 30 3、个性化手工制作模块 31 4、趣味泥塑模块 32三、师资培养 33六、完善的软硬件服务和创新培训服务 35 6.1 软硬件服务 35 6.2 3D创新设备培训 35 6.3创新软件部分师资培训培养 35一、梦工厂——3D打印技术浪潮3D打印技术，又名增材打印技术，快 速成型技术，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过一层又一层的 多层打印方式（微积分），构造零对象。 3D打印，克服传统的模具制造周期长、不能及时发现设计错误、减材 制造浪费材料等问题，将带来世界性制造业革命。3D打印耗材：粉末
3Ｄ打印实训室 1.1建设背景 《国家增材制造产业发展推进计划(2０15-2016年)》明确指出“组织实施学校增材制造(3D打印）技术普及工程。在学校配置增材制造设备及教学软件,开设增材制造知识的教育培训课程,培养学生创新设计的兴趣、爱好、意识,在具备条件的企业设立增材制造实习基地，鼓励开展教学实践。” 1.1.1社会发展需求 目前,3D打印技术正在引导着第四次工业革命,世界各个国家都已展开战略性的方针发展该项技术。3Ｄ打印技术的发展依赖大量的准也技术人才,而人才的培养要从小开始，从基础教育开始奠定３D打印的基石。在中小学开设3D 打印创客教育,从小开始着眼学生的创新、创造思维能力，让3D打印技术渗透到生活的方方面面，有助于学生综合素质能力的提升和发展,为学生的未来成长发挥有利作用。 为了能够在人才培养上抢占先机，美国在几年前就开始重视３D打印教育，把3D打印植入中小学教育体系。在中国，2015年2月1１日，工信部、发改委、财政部三部门联合《国家增材制造产业反战计划(２015-201６年)》，明确指出:组织实施学校增材制造（即3D打印）技术普及工程。在学校配置增材制造设备及教学软件,开设增材制造知识的教育培训课程，培养学生创新设计的兴趣、爱好、意识,在具备条件的企业设立增材制造实习基地，鼓励开展教学实践。
1.1.2国内市场PEST分析 通过PEST(P:政治、E:经济、Ｓ:社会、T：技术)分析法可以看出,从近年来国家相继出台扶持政策，正处于利好局面。２016年，中国国内3D打印已经进入启动期。 P(pｏｌｉtics）→国家政策保障: ①２013年，科技部《国家高技术研究反战计划（86３计划)、国家科技支撑计划制造领域2０1４年度备选项目征集指南》中3Ｄ打印产业首次入选。 ②2０15年，工信部正式发布《国家增材制造产业反战推进计(２０15－2０16)》,从国家战略高度提出３Ｄ的发展方向和目标。 ③２015年5月19日,中国国务院印发《中国制造２０25》,部署全面推进实施制造强国战略。 Ｅ(eｃonomy)→宏观经济促进: ①中国经济保持发展迅速,城镇人均收入水平提高,用户对个性化产品的消费欲望逐渐加强。 ②中国庞大的资本市场为3D打印产业提供有利保障，2014年以来，相关产业企业融资近资本10笔。资本市场的持续关注和运作将推动３Ｄ打印产业的快速发展。 S(societｙ)→社会环境推动： 中国是工业制造大国，但传统流水线、自动化作业方式无法满足个性化定制
中小学3D打印创新实验室建设框架方案 宁波爱用机械科技有限公司
目录 一3D打印创新实验室建设意义和价值 (3) 二3D打印创新实验室的主旨规划 (4) 三3D打印创新实验室建设环境要求 (4) 四3D打印创新实验室人员配置 (6) 五主要培训对象 (6) 六主要培训内容 (6) 七实验室内部区域划分 (7) 八实验室配置方案及报价 (7) 九实验室主要设备参数及性能 (8) 十创新实验室课程方案介绍 (13)
一、中小学3D打印实验室建设意义和价值 3D打印机技术被称之为”第三次工业革命”,其最大的魅力在于为创意设计提供了无限的可能性。将3D打印技术引入中学课程，有助于学生综合素质能力的提高和发展。 1、教育目标 科技前沿——学习、认识前沿的先进制造技术、逆向工程技术等 特色教育——通过与传统课程结合，激发学习乐趣 综合发展——学习设计建模和3D打印机的使用技能 学以致用——创新设计、团队合作、参加竞赛 2、3D打印或将颠覆传统教育方式 一些在传统教育中表现不好的学生，主要是因为所学的课程理论性太强，没有兴趣，死记抽象概念让学生通过了考试，但考试过后就很快忘记了，3D打印机可以让枯燥的课程变得生动起来，它是一种同时拥有视觉和触觉的学习方式，具有很强的诱惑力，在触觉学习中，学生不是在黑板或显示器上简单地看文字或图形，而是通过他们的触觉抓住核心概念的三维模型，这样能够吸收和消化知识，使学生不再遗忘所学的课程。英国著名教师戴夫怀特曾经说过：如果你能抓住学生的想象力，你就能抓住他们的注意力。 中国的传统教育是应试教育，没有开设培养学生“创新精神和创造力”的课程，纯粹的理论学习使学生的大脑僵化，学校应开设集设计和3D打印于一体的“边学边做”的课程，把数学，物理课中的许多抽象概念通过让学生动手设计一些由3D打印组件组成的小电路